TRADUCTOARE DE TEMPERATUR CU ELEMENTE SENSIBILE REZISTIVE

TRADUCTOARE DE TEMPERATUR CU ELEMENTE SENSIBILE REZISTIVECATRINA BOGDAN STEFANCapitolul I. Temperatura. Consideratii introductive. Definiii

Notiunea de temperatura isi are originea in anumite senzatii ale organelor de simt umane prin intermediul carora se pot face aprecieri referitoare la starea termica a corpurilor. Pornind de la aceste senzatii au fost realizate experimente care sa permita determinari cantitative ale valorilor relative ale acestei marimi fizice.Pe aceasta baza a fost formulata definitia: temperatura este o marime fizica prin care se exprima gradul de incalzire sau de racire al unui corp in raport cu altul luat ca referinta.Procedeele pur experimentale prin care s-a ajuns initial la acesta definitie au condus la denumirea de temperatura empirica.Fundamentarea stiintifica a notiunii de temperatura este data prin intermediul termodinamicii si fizicii statistice care studiaza forma de miscare a materiei denumita miscare termica. In acest cadru este introdusa temperatura ca o marime primitiva, care caracterizeaza sistemele fizice continand un numar mare de molecule sau de alte particule aflate in miscare continua.

Cap.II. Traductoare de temperatura cu elemente sensibile rezistivePrincipiul de functionare. Elementele sensibile rezistive isi bazeaza functionarea pe proprietatea unor materiale (metal, aliaje, oxizi metalici) de a-si modifica rezistenta electrica in functie de temperature mediului de lucru in care sunt imersate. Variatiile de rezistenta electrica sunt preluate de catre adaptor care le converteste in semnal electric de iesire. In functie de natura materialului utilizat in confectionarea elementului sensibil se disting:-termorezistente, realizate din metale prin bobinare spatiala/plana si prin depunere pe suporturi izolante;-termistoare, obtinute prin sinterizarea unor pulberi de oxizi metalici.

Pentru exprimarea si compararea proprietatilor termice ale materialelor folosite laconfectionarea elementelor sensibile se utilizeaza coeficientul de temperotura definit pe intervalul 0C100C prin relatia sau raportul W100 al rezistentelor unde R0,R100 reprezinta rezistentele firului la 0C, respective 100C. S-a observat experimental ca este cu atat mai mare cu cat puritatea metalului utilizat este mai ridicata, crescand de asemenea odata cu inlaturarea tensiunilor mecanice ale firului rezistiv.

Cuprul permite realizarea unei bune reproductibilitati deoarece se poate obtine cu puritate inaintata pe cale electrolitica, termorezistentele in cupru fiind utilizate pe domeniul -50C+180C, intrucat peste +180C apare fenomeniul de oxidare, producand alterarea ireversibila a proprietatilor de reproductibilitate. Nichelul are o buna sensibilitate si liniaritate dar, datorita aparitiei fenomeniului de oxidare la temperaturi ridicate, termorezistentele tehnice se utilizeaza in domeniul -60C +180C. Wolframul prezinta o buna liniaritate si o rezistenta mecanica ridicata, astfel ca se confectioneaza termorezistente din fire de diametru mic (1015m), utilizate cu domeniul 0C+600C; wolframul este folosit cu predilectie fara teaca de protectie, in medii gazoase cu viteze mari de curgere, sub forma de elemente sensibile cu fire calde (detalii sunt prezentate in destinat termorezistentelor speciale). In functie de forma si dimensiunile tecii de protective, ca si de restrictiile mediului in care se face masurarea, se poate face o clasificare a termorezistentelor, similara celei facute la termocupluri (pentru detalii v.[12]). Deoarece de la cutie de borne pana la adaptor rezistenta termorezistentei este adusa prin intermediul unui cablu, care introduce suplimentar o rezistenta de linie, este indicat ca valoarea nominal R sa fie cat mai mare; asa se explica [10], [12] utilizarea predilecta a termorezistentelor cu R0=100, existand chiar realizari industrial de 500 si 1000. Tendinta de standardizare pe plan mondial din domeniul sistemelor si echipamentelor de automatizare se rasfrange si asupra termorezistentelor (de exemplu, pentru cazul termorezistentelor de platina destinate aplicatiilor industrial, marile firme produc cu predilectie Pt 100 cu W100=1,385; in fig.2. se prezinta eroarea tolerata, in si C, pentru acest tip de termorezistenta).2.2. Termorezistente specialePentru aplicatiile care necesita masurari de temperatura punctuale sau in medii cu variati rapide de temperatura se realizeaza elemente rezistive speciale, avand caracteristici statice similare unei termorezistente.

2.3. Termistoare Termistoarele sunt material semiconductoare care isi modifica rapid si intr-o plaja de variatie mare rezistenta electrica sub actiunea unor variatii relative redCaracteristici , utilizari. Realizarile tehnologice actuale permit obtinerea de termisoare cu o reproductibilitate a caracteristicii rezistenta/temperature sub 12% pe domenii de utilizare cuprinse intre -80C si +150C.In mod obisnuit domeniul de masurare a temperaturii cu ajutorul termistoarelor este -100C +400C, iar in constructie speciala denumite termistoare refractare se poate extinde domeniul pana la +1200C.